高分五号卫星GMI大气CO2反演方法

二氧化碳(CO2)是大气中重要的温室气体,准确掌握大气CO2的含量及变化可为气候变化预测及环境决策提供支持.为满足气候研究的需求,卫星观测大气CO2柱平均干空气混合比(XCO2)的反演精度需优于1％.搭载于高分五号卫星上的大气主要温室气体监测仪GMI(Greenhouse gases monitoring instrument)采用新型的空间外差光谱技术,具有超高光谱分辨率.由于超分辨率卫星观测光谱面临着大气、地表和仪器的综合影响,故根据GMI仪器特征设计了针对性的反演方法,通过光谱信息含量的分析,构建出用于大气CO2反演的信息谱以及用于背景扣除的参考谱,以此重建观测数据和模拟数据,并采用最优化估计法反演大气XCO2.该方法具备缓变背景扣除功能,可解决空间外差干涉型光谱的大气CO2反演问题.利用该反演方法对2018年8月至2019年3月的GMI观测数据开展反演,并采用碳总量观测网12个站点的地面大气CO2测量结果进行验证.验证结果表明该反演方法可稳定实现GMI卫星观测数据的反演,且GMI大气XCO2反演精度为0.67％,优于1％的应用需求.